电流处理细化纯铝凝固组织的研究

介绍了一种改善金属凝固组织的外场处理新方法一电流处理方法。研究了液态下施加直流电流和脉冲电流对工业纯铝凝固组织的影响。结果表明，该方法可以细化纯铝的凝固组织，使粗大的柱状晶变为细小的等轴晶；处理参数不同，对铝锭的宏观组织细化程度不同。     

脉冲电流对铁基合金凝固组织的影响

利用自行设计的脉冲电流发生装置和高温坩埚炉研究了脉冲电流对Fe70Cr18Ni12合金凝固组织的影响.结果表明,脉冲电流可明显细化Fe70Cr18Ni12合金的凝固组织,使该合金的晶粒尺寸由240 μm细化到1.8 μm;同时脉冲电流处理可改变合金凝固组织中奥氏体相和铁素体相的相对含量.     

脉冲电流对奥氏体不锈钢凝固组织的影响

采用储能电容为 15 0 μF的脉冲电源 ,在 5 2 1V和 2 6 4 7V两种充电电压下 ,对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti进行电脉冲处理。结果表明 :脉冲电流能够细化奥氏体不锈钢的凝固组织 ,使奥氏体一次枝晶长度明显缩短 ,二次枝晶间距也有所减小。脉冲电流参数不同 ,其作用机理和效果不同。     

脉冲电流在改善金属凝固组织中的作用

综述了脉冲电流在改善金属凝固组织方面的研究现状。从理论上归纳和分析了脉冲电流在金属凝固过程中产生作用的主要机制。     

脉冲电流参数对过共晶高铬铸铁近液相线熔化后凝固组织的影响

对过共晶高铬铸铁近液相线溶化后的凝固过程进行脉冲电流处理,研究了脉冲电流参数（脉冲电压和频率）对凝固组织的影响.发现脉冲频率和电压的增大都有助于过共晶高铬铸铁凝固组织中碳化物的细化和粒化.脉冲频率的增大促进大量细小颗粒状初生碳化物的析出,离异共晶现象变得更加明显,层片状共晶碳化物减少.脉冲电压的增加促进初生碳化物细化和粒化,片状共晶碳化物变短.过高的电压也促进离异共晶,导致更多的初生碳化物的形成.      

脉冲电流对过共晶灰口铸铁凝固组织的影响

采用储能电容为1200uF的脉冲电源，在不同的充电电压下，对过共晶灰口铸铁进行电脉冲处理。结果表明：脉冲电流能够明显细化和改善过共晶灰口铸铁的凝固组织，使石墨由粗大的长片状变为小块状或小片状，石墨的分布更加均匀，而且尖角钝化甚至呈近似球形。脉冲电压的升高和脉冲频率的增大都有利于过共晶灰口铸铁凝固组织的细化和改善。     

脉冲电流对碳钢凝固组织的影响

通过碳钢凝固期间在钢水中直接施加脉冲电流,进行了电脉冲对钢铁材料凝固组织影响的实验.结果表明,电脉冲处理明显提高了碳钢凝固宏观组织的均匀度;微观上看,低碳钢铁素体含量增加且分布趋于均匀,高碳钢珠光体细化,其片层间距减小到原来的1/3～1/5,电脉冲处理有助于提高钢铁材料铸坯质量.从钢铁材料凝固体系内部的相及其导电性能的非均匀性角度,对电脉冲细化钢铁凝固晶粒的机理进行了分析.     

脉冲电流处理方式对45钢凝固组织的影响

45钢(0.43%C)在10kg中频感应炉出钢前(凝固前)经2600V、0.862Hz、电容器电容量200μF脉冲电流处理60s和钢水在铸模凝固过程用相同参数的脉冲电流处理3.5min后发现,两种脉冲电流处理方法均能改善钢的凝固组织:增加等轴晶和减少柱状晶数量,并减少魏氏组织,使珠光体片层间距减小;同时改善了钢的成分偏析,碳、硫、磷的偏析指数分别由未经脉冲电流处理的1.257、1.502和1.384降低至脉冲电流处理的1.125～1.194、1.067～1.300、1.227～1.092。     

脉冲电磁场凝固组织细化和均质化技术研究与应用进展

由于金属凝固过程中选分结晶的作用,不可避免地会出现成分不均匀现象。连铸过程中由于强制冷却,这种成分不均匀现象更为严重。这不仅影响了铸坯和铸锭后续加工性能,并影响了最终产品质量和性能的均匀性和稳定性。研究和生产实践表明,细化凝固组织是解决成分不均匀性的有效手段。脉冲电磁场因能耗低、施加方便、细晶效果显著,近年来得到了广泛关注,有望成为冶金界广泛应用的凝固组织细化和均质化技术。分别介绍脉冲电流、脉冲磁场和脉冲磁致振荡3种脉冲电磁场凝固组织细化和均质化技术的研究现状和应用进展。     

凝固过程中质点强化钢铁材料的研究进展

新一代钢铁材料的主要特征是高洁净度、超细晶粒和高均匀化,金属材料组织的晶粒细化处理是能同时提高材料强度和韧性的最佳强化机制。简述了钢铁材料在凝固过程中晶粒细化的方法、应用情况以及存在的问题。     

渐变式电压、电流电渣重熔工艺分析

为了研究渐变式电压、电流电渣重熔工艺对铸锭组织性能的影响,以45号钢为试验原料,采用低倍腐蚀、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸力学试验等手段,对比了传统电渣工艺与参数渐变工艺对铸锭凝固组织及性能的差异。结果发现,重熔阶段先逐步降低过程电压,待电压降到一定值后,再逐步降低电流,直至结束熔炼,可以减小铸锭柱状晶组织与铸锭轴线的夹角,使铸锭组织倾向于定向凝固,提高铸锭轴线方向的抗拉强度。此外,通过该工艺获得的凝固组织中铁素体量降低,珠光体中层片结构得到明显细化。     

Solidification Structure of Continuous Casting Large Round Billets under Mold Electromagnetic Stirring

The solidification structure of a continuous casting large round billet was analyzed by a cellular-automaton-finite-element coupling model using the ProCAST software.The actual and simulated solidification structures were compared under mold electromagnetic stirring (MEMS)conditions (current of 300 A and frequency of 3 Hz).There-after,the solidification structures of the large round billet were investigated under different superheats,casting speeds,and secondary cooling intensities.Finally,the effect of the MEMS current on the solidification structures was obtained under fixed superheat,casting speed,secondary cooling intensity,and MEMS frequency.The model accurately simulated the actual solidification structures of any steel,regardless of its size and the parameters used in the continuous casting process.The ratio of the central equiaxed grain zone was found to increase with decreasing su-perheat,increasing casting speed,decreasing secondary cooling intensity,and increasing MEMS current.The grain size obviously decreased with decreasing superheat and increasing MEMS current but was less sensitive to the casting speed and secondary cooling intensity.     

基于多重分形研究脉冲磁场周期对凝固组织的影响

为了研究脉冲磁场对凝固组织的影响,采用自发研制的脉冲磁场发生装置将脉冲磁场非接触式地施加到钛处理低碳钢的凝固过程中,利用金相显微镜和实验室设计的多重分形软件研究了不同周期的脉冲磁场对凝固组织的影响。结果表明,该钢种的凝固组织具有分形特征;随着脉冲磁场周期的延长,Δα和Δf(α)呈现为先减小后增大的规律,在脉冲磁场周期为0.5 s时,组织最为均匀。由此可以推断脉冲磁场周期对凝固组织的影响存在一个最佳值。     

超声外场对7050铝合金铸锭凝固微观组织的影响

基于元胞自动机法耦合有限差分法原理,对经超声外场处理的7050铝合金熔体凝固组织进行微观模拟,研究施振功率和冷却方式对7050铝合金微观组织的影响,在实验验证的基础上,对超声细化晶粒的机制进行说明。模拟和实验结果表明:熔体经超声处理,凝固组织明显细化,组织形貌由枝状晶变为细小等轴晶,超声的空化效应和声流效应使得形核率增加是晶粒细化的主要原因;在实验功率范围内,超声功率为240 W时晶粒细化效果最佳,此时晶粒的平均尺寸为72μm;超声细晶过程需要1个最短必要时间tmin,冷却强度低时,超声有效作用时间延长,晶粒的均匀化和细化程度增加。超声功率为200 W时,改变冷却方式,随炉冷却方式所得晶粒最小,平均尺寸为82μm。     

Structure Evolution and Solidification Behavior of Austenitic Stainless Steel in Pulsed Magnetic Field

 To understand the solidification behavior of austenitic stainless steel in pulsed magnetic field, the solidification process is investigated by means of the self made high voltage pulse power source and the solidification tester. The results show that the solidification structure of austenitic stainless steel can be remarkably refined in pulsed magnetic field, yet the grains become coarse again when the magnetic intensity is exceedingly large, indicating that an optimal intensity range existed for structure refinement. The solidification temperature can be enhanced with an increase in the magnetic intensity. The solidification time is shortened obviously, but the shortening degree is reduced with the increase of the magnetic intensity.     

Criteria of Grain Refinement Induced by Ultrasonic Melt Treatment of Aluminum Alloys Containing Zr and Ti

It is well known that ultrasonic melt treatment (UST) promotes grain refinement in aluminum alloys. Cavitation-aided grain refinement has been studied for many years; however, it is still not being applied commercially. The current article summarizes the results of experimental work performed on various alloying systems at different stages of solidification. The influence of UST parameters and solidification conditions on the final grain structure is analyzed. It was found that small additions of zirconium and titanium can significantly increase the efficiency of UST, under the stipulation that grain refinement is performed in the temperature range of primary solidification of Al₃Zr. The possible mechanisms for this effect are discussed.     

不同拉速对薄板坯凝固过程及组织的影响

针对薄板坯在凝固过程中容易出现铸坯裂纹、疏松、缩孔等质量问题,以某厂生产的高拉速薄板坯为研究对象,通过建立传热凝固有限元和元胞自动机相结合的CAFE模型,基于ProCAST平台开展凝固传热全过程数值计算,探究不同拉速下的结晶器末端坯壳生长情况、不同拉速对凝固传热过程的温度场和三维凝固组织的影响.结果表明,在不同的拉速下...     

氧化物冶金与脉冲磁场参数影响钢组织的研究

 脉冲磁场处理与氧化物冶金技术是细化组织、提升材料性能的两种常用方法,将其有机结合可进一步优化钢铁材料的性能。利用自主研制的高频感应线圈加热炉与脉冲磁场发生装置将脉冲磁场非接触式地施加在钛处理低碳钢的凝固过程中,利用金相显微镜、多重分形软件与维氏硬度仪研究了不同脉冲磁场参数对凝固组织的影响。结果表明,脉冲磁场感应强度为135~190 mT、磁场作用时间为5~10 min时,试样的金相组织最细小均匀,原始奥氏体晶粒得到明显细化,原始奥氏体晶粒面积由15.79 mm2下降到1.25 mm2,试样的硬度值由118.1HV提升到165.4HV,此参数下的脉冲磁场对凝固组织的细化程度最佳。     

超声波作用下不同添加剂对高碳钢凝固组织的影响

 主要研究了在超声波作用下不同添加剂对高碳钢凝固组织的影响。结果表明：在超声波作用下,高碳钢液中添加钛铁、铈可以明显细化其凝固组织,但是添加铝对其凝固组织的细化作用不明显。高碳钢凝固组织的细化是由于Ti（C,N）可以作为非均质形核的核心,促进高碳钢液凝固过程的形核,Ti（C,N）有效的钉扎晶界作用,阻止初生奥氏体晶粒的长大;超声空化作用下稀土氧化物、氧硫化物数量的增多,增加了高碳钢液凝固过程中非均质形核核心的数量。